多年来致力于资源环境经济学、区域经济学和人居环境学等领域的研究与实践。
主要研究兴趣集中在人居环境学、旅游规划、区域经济及高等教育等领域。长期从事自然科学与社会科学之间的交叉领域研究。 2001年以来，先后主持完成国家自然科学基金项目、国家社会科学基金项目、全国教育科学基金项目、教育部人文社科项目以及湖南省杰出青年基金项目等10余项。
[1] 2001年-2004年，主持完成国家自然科学基金项目“南方传统聚落景观的区域比较研究” [2] 2001年-2003年，主持完成教育部科技项目“中国传统村落景观的经济学价值研究” [3] 2003年-2005年，主持完成教育部科技项目“城镇化背景下的古镇名村保护性规划方案示范研究” [4] 2003年-2005年，主持完成国家社会科学基金项目“湘西多民族地区古城镇的历史地理学研究” [5] 2003年-2005年，主持完成中-加政府间合作项目“沿海地区生态城市社区建设与可持续发展研究 [6] 2007年-2010年，主持完成国家自然科学基金项目“中国传统聚落景观群系及其景观基因图谱研究” [7] 2008年-2011年，主持完成国家重大科技支撑计划子项目“历史文化村镇保护性规划技术标准示范研究” [8] 2012年-2014年，主持湖南省自然科学基金创新群体项目——“传统聚落景观基因识别及其资源数字化开发与管理” 刘沛林先后主持完成国家自然科学基金项目、国家社会科学基金项目、全国教育科学基金项目、教育部人文社科项目以及湖南省杰出青年基金项目等10余项。主持完成昆明、衡阳、郴州、衡东、宁冈、长沙等地的区域形象策划和旅游发展规划10余项；担纲策划完成“景观规划与环境设计”方案的长沙市颐美园小区，被评为2003年长沙市优秀景观楼盘。
倡议并推动了“中国历史文化名镇名村”保护政策的出台；策划并推动了中国古村镇保护与发展的《碛口宣言》的颁布；相继在国内外重要学术期刊发表资源开发、房地产策划、地区形象设计和区域管理方面的论文80余篇；获得过省部级二等以上科技成果奖4项；并获得“全国青年地理科技奖”、“湖南省青年科技奖”等学术荣誉。
先后主持完成国家社会科学基金项目2项、国家自然科学基金项目2项、全国教育科学规划重点课题1项、教育部人文社科规划项目2项、省部级科研项目10余项。出版《古镇名村遗产保护与旅游开发》、《风水--中国人的环境观》等著作10部。发表中英文学术论文90余篇，其中，被《新华文摘》全文转载论文4篇、摘要1篇。研究成果获得省部级一、二等社科成果奖和教学成果奖共10项、“五个一”工程奖3项。 先后应邀到加拿大、英国、法国、德国等地讲学；香港、台湾、新加坡、日本、英国、加拿大等海内外媒体对刘沛林教授的学术成就，均有过报道与介绍。香港的《中国可持续发展》杂志2004年第5期，将刘沛林教授作为 “封面人物”，并以《刘沛林：探索诗意的栖居》为题，对其学术成就进行了介绍。
